Suomen sähköverkko

Question: Milloin ensimmäinen sähkönsiirron kantaverkko valmistui Suomessa?


Suomen sähköverkko muodostuu eri toimijoiden ylläpitämistä sähkön siirto- ja jakeluverkoista, jotka yhdessä välittävät voimalaitoksissa tuotetun sähkön maan eri osissa oleville kuluttajille.[1]
Sähkön siirto maan eri osiin valtakunnan tasolla tapahtuu korkeajännitteisessä Fingridin kantaverkossa. Seuraavana vaiheena verkkohierarkiassa ovat alueverkot, joiden alue kattaa yhtä tai kahta maakuntaa laajuudeltaan vastaavan alan. Alueverkkoyhtiöitä on 12. Paikallisten sähköyhtiöiden jakeluverkkoja on noin 80.[2]
Vuonna 2015 Suomen sähkönkulutuksesta katettiin noin 80 prosenttia omalla tuotannolla ja loput tuotiin siirtoyhteyksillä muista maista.[3] Suurin osa tuontisähköstä tuli Ruotsista.[3]
Historia

Kaupunki- kauppala- ja maaseutusähkölaitokset
Sähkön tultua Suomeen 1880-luvun taitteessa (Helsingin rautatieaseman valaistus 10.12.1877 ja Finlaysonin tehdassalin valaistus 1882) useimmat sähköverkot olivat aluksi laitoskohtaisia, tai paikallisia ja laajenivat alueellisiksi 1920-luvulle mennessä, jolloin pieniä sähkölaitoksia oli Suomessa noin 200. Suurimmissa kaupungeissa oli omat niin sanotut sähkötehtaat, kun taas pienemmissä teollisuustaajamissa teollisuusyritykset rakensivat ympäröivälle lähialueelle sähköverkon ja toimittivat sähköenergian, joka usein oli vesivoimalla tuotettua. 
Teollisuus ja valaistus
Sähkön tärkein julkinen käyttösovellus oli aivan alussa katuvalaistus ja lähinnä lamppukuorman syötössä oli käytössä tasajännitejakelu, usein 127V. Sähkö tuotettiin yleensä höyry-, tai dieselgeneraattoreilla ja samalla ladattiin akkuja, jotka syöttivät vähäisen kuorman aikaan yöllä verkkoa ja moottorigeneraattorit saatettiin sammuttaa. Tasajännitejakelusta kuitenkin luovuttiin paikkakunnittain sähkön kulutuksen kasvaessa ja vaihtovirtatekniikan teknisten etujen takia 1910–1930-luvuilla. Monissa kaupungeissa ja asutustaajamissa muutettiin Suomen Sähkölaitosyhdistyksen ohjelman mukaan lähinnä 1950-l. alussa 3 kV keskijänniteverkkoja 20 kV verkoiksi ja samaan aikaan 220/127 V jakelujännite kuluttajille nostettiin 380/220 V jännitteeksi, koska keskijänniteverkkojen muuntajat piti joka tapauksessa uusia. 
Jännitteen lisääminen 220 volttiin
Muutoksia 127 voltista 220 volttiin oli tehty pienissä sähkölaitoksissa jo 1930-luvulta asti. Kuluttajien tavallisimpien sähkölaitteiden jännitemuutostyöt (mm. radiot, moottorit, joissa selvittiin kytkentämuutoksella) ja hehkulamppujen vaihdot hoitivat paikalliset sähkölaitokset, muiden sähkölaitteiden muutostyöt ja osan mittaroinnista maksoivat kuluttajat. Näin saatiin sähkön hävikkiä ja siirtohäviöitä vähennettyä ja siirtokapasiteettia kohotettua. Maaseudulla keskijänniteverkot oli jo alun perin rakennettu 20 kV jännitteelle ja jakelujännite oli 380/220V.
Suomen ensimmäinen suurjänniteyhteys 7,8kV:n jännitteellä valmistui 1898 ja yhdisti Laatokan Karjalassa Uuksunjokeen rakennetut vesivoimalat Ylä-Uuksunkoski, Kivikulmankoski ja Jukakoski 7,5km:n päässä sijainneille E.M.Meyer&Co.:n Pitkärannan kaivoksien uudelle sähkömagneettiselle rikastuslaitokselle. Seuraavana vuonna valmistui samanpituinen suurjännitelinja Läskelän vesivoimalaitokselta Välimäen rautakaivokselle. Täysin suomalaisvoimin toteutetun Lavolankosken vesivoimalan sähköä alettiin siirtää vuoden 1900 syksyltä Viipurin Neitsytniemen muuntoasemalle 33km:n matkan 15kV jännitteellä.
1912 rakennettiin Suomen pisin 20kV:n linja Rauman höyryvoima-asemalta Peipohjaan ja vuonna 1921 70kV:n siirtoyhteys Äetsän vesivoimalaitokselta Poriin Rosenlewin tehtaille. Tällaiset lähinnä 1910–1920-luvulla rakennetut alueverkot yhdistivät voimalaitoksia ja kaupunkeja useiden kymmenien kilometrien säteellä. Tornion sähkölaitos osti v. 1924 alkaen sähköä Ruotsista Ekfors Kraftilta 20 kV (v. 1943 40 kV) siirtoyhteydellä.
Suomen valtakunnallinen kantasähköverkko
Varsinaisen kantaverkon alkuhetki oli Imatrankosken vesivoimalaitoksen ja sen Turkuun ja Viipuriin yhdistävän 563 kilometrin mittaisen Suomen ensimmäisen 110kV:n suurjännitesiirtojohdon, eli niin sanotun Rautarouva-linjan käyttöönotto 16. tammikuuta 1929. Tähän runkoyhteyteen liitettiin sähköasemien kautta sen varrella sijainneita sähkölaitosten alueverkkoja, muun muassa Helsingin 35kV alueverkko. Linjan länsipäähän rakennettiin v. 1939 tasaamaan ja varmistamaan sähköntuotantoa Vanajan höyry­voima­laitoksen ensimmäinen yksikkö teholtaan 40 MW.
Vähäsateisten vuosien 1932–1934 aiheuttama vesivoimapula johti teollisuudessa sähköpulaan, joka rajoitti laajentuvaa teollisuustuotantoa ja nosti kustannuksia varsinkin Kymenlaaksossa. Teollisuus joutui ostamaan sähköä Imatran Voimalta ja tuottamaan sitä kivihiilellä vuonna 1932. Teollisuus päätti heti rakentaa Vuokseen oman vesivoimalan ja sille omaa rinnakkaista sähkönsiirtoverkkoa. Verkon ensimmäinen osa rakennettiin samanaikaisesti Vuokseen rakennetun Rouhialan 100MW vesivoimalaitoksen kanssa, joka valmistui 1937. Rouhialan sähköä käyttivät osakkaat Kymin Osakeyhtiö Kuusankoskella, Enso-Gutzeit Imatralla, Yhtyneet Paperitehtaat, Etelä-Suomen Voima, Tampella ja Ahlström. 120kV:n siirtolinja rakennettiin Rouhialasta Imatralle, sekä Inkeroisiin, mistä se haarautui Kyminlinnaan ja Kuusankoskelle. Myös Simpeleen paperitehtaan oma 47kV:n johto liitettiin Rouhialan vesivoimalaitokseen. ESV:n 1930 valmistunut 70kV:n linja Kymijoelta Porvoon kautta Helsinkiin liitettiin tähän Rouhialan Voima Oy:n verkkoon Kyminlinnasta, sekä Inkeroisista. Imatran Voiman siirtoverkko ja teollisuuden oma siirtoverkko olivat suoraan yhdistettynä toisiinsa vain Korialta aina 1950-luvulle asti.
Moskovan välirauhan menetykset
Sodanjälkeisten alueluovutusten yhteydessä Suomi menetti noin kolmasosan vesivoimatuotannostaan (35 vesivoimalaitosta, 122MW tehoa, muun muassa Enso ja Rouhiala) ja osan kantaverkkoa, sekä Kannaksen 35kV:n alueverkon. Tilanne johti sähköpulaan ja sähkönkäytön säännöstely loppui vasta helmikuussa 1949. Teollisuus aloitti Rouhialan korvaavan vesivoimaprojektin jo 1944 Kemijoen Isohaarassa, joka käynnistyi loppuvuodesta 1948. Voimalaitoksen lopullinen teho on 106 MW. Raha- ja tavarapula vaikeuttivat voimalaitoksen ja sen siirtoyhteyksien rakentamista.
Eteläisen Suomen sähköntarve sysäsi liikkeelle Pohjois-Suomen vesivoimaloiden rakentamisen ja sähkön siirtoon rakennettiin 220kV:n linja Oulunjoen Pyhäkoskelta Hikiälle vuonna 1951, sekä 400kV:n linja Kemijoen Pirttikoskelta Hyvinkäälle 1960.
Valtioneuvoston poistaessa sähkönvientikiellon vuonna 1959 rakennettiin Torniosta 110kV:n yhteys Ruotsin kantaverkkoon. Sähkön tuonti Suomeen Enso-Gutzeitille Venäjän puolelta Enson ja Rouhialan vesivoimaloista alkoi 110kV:n siirtolinjan kautta 1960 ja 1965 Paatsjoen voimalaitoksilta Inariin 45 kV (myöhemmin 110 kV) siirtolinjalla.

Toiminnallisuus
Suomessa tuotettu ja ulkomailta ostettu energia siirretään verkkoyhtiöille ja teollisuudelle kanta- ja alueverkkojen avulla. Jakeluverkko taas koostuu keski- ja pienjännitejohdoista.
Suomessa suurjänniteverkkoa kutsutaan kanta- ja alueverkoksi. Kantaverkko koostuu 400-, 220- ja tärkeimmistä 110kV:n voimansiirtojohdoista sähköasemineen. Alueverkko puolestaan käsittää muun muassa valtaosan 110kV:n johdoista. Eristimet ovat nykyään lasia tai komposiittimateriaaleja; ennen posliinia. Eristinketju voi olla muodoltaan I-tyyppinen tai V-tyyppinen. Toimilupa 110 kV:n - 440 kV:n sähkön siirtämiseen Suomessa on Enso Alueverkko Oy:llä, EPV Alueverkko Oy:llä, Kittilän Alueverkko Oy:llä, Lapin Sähköverkko Oy:llä, Mäntän Energia Oy:llä, Porvoon Alueverkko Oy:llä, PVO-Alueverkot Oy:llä, Satapirkan Sähkö Oy:llä, Satavakka Oy:llä, Sähkö-Virkeät Oy:llä, UPM Sähkönsiirto Oy:llä, Ääneverkko Oy:llä ja Fingrid Oy:llä. Suomessa kantasähköverkosta vastaa Fingrid Oy.[4]
Jakeluverkot 110kV:n sähköasemilta kuluttajille koostuvat nykyään suurimmaksi osaksi 20kV:n johdoista sähköasemien ja jakelumuuntajien välillä sekä 400voltin pienjänniteverkosta jakelumuuntajilta kuluttajille. Joissain kaupungeissa on käytössä myös 6 ja 10kV:n jännitetasot. Käytössä on vähenevissä määrin myös 30 ja 45kV:n jakeluverkkoja pienempien asutuskeskusten välillä. Näitä korvataan lyhyemmillä matkoilla vahvistamalla 20kV:n verkkoja ja pidemmillä matkoilla rakentamalla 110kV:n johtoja ja sähköasemia.
Kokeilukäyttöön on Suomessa rakennettu (Suur-Savon Sähkö Oy) kolmiportaista jakeluverkkoa, jossa 20kV:n keskijänniteverkosta sähkö siirretään kuluttajan lähettyville 1kV:n verkossa ennen muuntamista 0,4kV:iin. 1000V:n verkoilla voidaan korvata häiriöherkkiä 20kV:n verkon lyhyitä, alle muutamien kilometrien haarajohtoja lähinnä vapaa-ajan asunnoille. Nykyisen 230/400V jakelujärjestelmän johdot ja muut komponentit soveltuva sellaisenaan 1kV:n vaihtojänniteelle (tai ±1,5kV tasajännitteelle). Järjestelmä vähentää johtokatujen tarvetta ja mahdollistaa kaapelin maahan auraamisen. Lisäkustannuksina on kuitenkin 1/0,4kV muuntaja, sekä järjestelmän vaatima suojalaitteisto, jolla muun muassa rajoitetaan kosketusjännitettä vikatapauksissa.
Suomen sähköverkon omistuksesta ja ylläpidosta huolehtii kaksi eri ryhmää. Fingrid Oyj:n hallinnoimaan kantaverkkoon kuuluu yli 14000 kilometriä voimajohtoja ja noin sata sähköasemaa. Muista verkoista huolehtivat paikalliset sähkönsiirtoyhtiöt.
Yhteydet muiden maiden verkkoihin
Suomen sähköverkko on osa pohjoismaista yhteiskäyttöverkkoa. Kantaverkko on yhdistetty Norjan, Ruotsin, Venäjän ja Viron verkkoihin.
Ruotsi
Vaihtosähkö
Pohjois-Ruotsin verkkoon (1600MW) yhdellä 220kV:n (Ossauskoski-Kalix)
kahdella 400kV:n (Keminmaa-Svartbyn, Petäjäskoski-Leitsi) johdolla
Tasasähkö
Etelä-Ruotsin verkkoon (400kVDC Rauma-Dannebo, Fenno-Skan1, 572MW ja Fenno-Skan2 (500 kVDC ja 800 MW).
Norjan verkkoon yhdellä 220kV:n (Ivalo-Varangerbotn, 120MW)
Venäjän verkkoon (85kVDC Viipurin linkki, 1400MW) 
Venäjän Paatsjoen voimalaitoksilta tuodaan sähköä Ivalon sähköaseman kautta 110kV:n vaihtosähköyhteydellä (70MW).
Viron verkkoon (±150kVDC Espoo-Harku, Estlink 350MW), laajennetaan toisella 650MW yhteydellä vuonna 2013.
Suomen sähkönsiirtoyhtiöt
Suomessa sähköntuottaminen on vapaata, mutta sähkönjakelu on luonnollisen monopolismin hengessä paikallinen monopoli.

Alajärven Sähkö Oy
Asikkalan Voima Oy
Caruna Oy (ent. Fortum Sähkönsiirto Oy)
Caruna Espoo Oy (ent. Fortum Espoo Distribution Oy)
Ekenäs Energi
Elenia Verkko Oy
Enontekiön Sähkö Oy
E.ON Kainuun Sähköverkko Oy
ESE-Verkko Oy
Esse Elektrokraft Ab
Etelä-Suomen Energia Oy
Forssan Verkkopalvelut Oy
Haminan Energia Oy
Haukiputaan Sähköosuuskunta
Helsingin Energia Oy
Herrfors Oy Ab
Hiirikosken Energia Oy
Iin Energia Oy
Iitin Sähkö Oy
Imatran Seudun Sähkönsiirto Oy
Jakobstads Energiverk
Järvi-Suomen Energia Oy
Jeppo Kraft Andelslag
JE-Siirto Oy
Joroisten Energialaitos
Joutsenon Energia Oy
Jylhän Sähköosuuskunta
Kemin Energia Oy

Keminmaan Energia Oy
Keravan Energia Oy
Keuruun Sähkö Oy
Koillis-Lapin Sähkö Oy
Koillis-Satakunnan Sähkö Oy
Kokemäen Sähkö Oy
Kenet Oy
Korpelan Voima Kuntayhtymä
Köyliön-Säkylän Sähkö Oy
Kronoby Elverk
KSS Verkko Oy
Kuopion Energia
Kuoreveden Sähkö Oy
Kymenlaakson Sähkö Oy
Lammaisten Energia Oy
Lankosken Sähkö Oy
Lappeenrannan Energiaverkot Oy
LE-Sähköverkko Oy
Lehtimäen Sähkö Oy
Leppäkosken Sähkö Oy
Muonion Sähköosuuskunta
Naantalin Energia Oy
Nivos Energia Oy
Nurmijärven Sähkö Oy
Nykarleby Kraftverk
Oulun Energia
Oulun Seudun Sähkö
Outokummun Energia Oy
Paneliakosken Voima Oy

Parikkalan Valo Oy
Pellon Sähkö Oy
Pohjois-Karjalan Sähkö Oy
Pori Energia
Porvoon Sähköverkko Oy
Raahen Energia Oy
Rantakairan Sähkö Oy
Rauman Energia  Oy
Rovakaira Oy
Rovaniemen Verkko Oy
Sallila Energia Oy
Savon Voima Verkko Oy
Seinäjoen Energia Oy
Tampereen Sähköverkko Oy
Tenergia Oy
Tornion Energia Oy
Tornionlaakson Sähkö Oy
Tunturiverkko Oy
Turku Energia Sähköverkot Oy
Vaasan Sähköverkko Oy
Vakka-Suomen Voima Oy
Valkeakosken Energia Oy
Vatajankosken Sähkö Oy
Vetelin Sähkölaitos Oy
Vimpelin Voima Oy
Yli-Iin Sähkö Oy
Ääneseudun Energia Oy [5]

Katso myös
Sähköverkko
Lähteet
Heikki Hartikainen, ”Karjalan voimataloudellinen kehitys”, Karelia Klubi, joulukuu 2008, s. 26-27
Markku Kumpulainen, 
Jorma Ahvenainen, 1972, "Paperitehtaasta suuryhtiöksi, Kymin Osakeyhtiö vuosina 1918-1939", 1972
Kouvolan Seudun Sähkölaitos, "Sata vuotta sähköä Pohjois-Kymenlaaksossa", 1984

T. Kaukonen, Fingrid, ”Suurhäiriö on aina mahdollinen” 
Viitteet

Aiheesta muualla

Luokka:Sähkövoima
Luokka:Sähkönsiirto
Luokka:Energiatekniikka
Sähköverkko